D-Q 坐标系下模块化多电平换流器的交流阻抗模型研究

Abstract

现有模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）的等效阻抗模型大多针对MMC电气系统和控制系统进行了一定的简化。该研究在已有的MMC小信号模型基础上，将MMC系统分为MMC本体和控制系统两部分，考虑了锁相环（phase locked loop, PLL）对两部分间调制信号和反馈信号的影响及内外环控制器的闭环控制，采用分块求解传递函数的方法，分别推导了MMC系统作为功率控制站和直流电压控制站的全频域等效阻抗模型，并对MMC交流阻抗的特性及各主要环节的影响进行了分析。不同于现有模型采用的交直流功率平衡原理，该研究采用从MMC内部状态变量的耦合关系出发，推导了MMC作为直流电压控制站时的等效阻抗。在此基础上，利用基于特征值的广义奈奎斯特稳定判据，对MMC连接不同交流系统时和MMC在不同控制参数下的稳定性进行了分析。最后，在Matlab/Simulink和PSCAD中验证了所得模型的准确性和所得结论的正确性。

Keywords

• 模块化多电平换流器
• 小信号模型
• 等效阻抗
• 广义奈奎斯特判据